Bài giảng Vật lí Lớp 9 - Bài: Truyền tải điện năng đi xa. Máy biến thế

Nội dung text: Bài giảng Vật lí Lớp 9 - Bài: Truyền tải điện năng đi xa. Máy biến thế

1. TRUYỀN TẢI ĐIỆN NĂNG ĐI XA MÁY BIẾN THẾ
2. Đường dây 500kV Tại sao phải xây dựng đường dây cao thế vừa tốn kém vừa nguy hiểm?
3. Điện cao thế Nguy hiểm chết người Trạm biến thế Biển báo nguy hiểm Trạm biến thế dùng để làm gì? Tại sao lại gắn biển báo nguy hiểm?
4. I. Truyền tải điện năng đi xa 1. Sự hao phí điện năng trên đường dây tải điện Khi truyền tải điện năng đi xa bằng dây dẫn, có một phần điện năng bị hao phí do tỏa nhiệt trên dây dẫn.
5. Thiết lập công thức tính công suất hao phí P hp do tỏa nhiệt phụ thuộc vào các yếu tố P , U, R: Công suất của dòng điện: P = U.I (1) 2 Công suất hao phí: P hp = R.I (2) Từ (1) I = P / U (*) Thay (*) vào ,(2) ta được công thức tính công suất hao phí do tỏa nhiệt phụ thuộc vào P , U, R: RP 2 P hp = U2 (3)
6. 2. Cách làm giảm hao phí C1. Từ công thức (3) có thể suy ra khi truyền tải một công suất điện P xác định mà muốn làm giảm hao phí do tỏa nhiệt thì có thể có những cách làm nào? Từ công thức (3) muốn giảm P hp (công suất hao phí) thì có những cách làm sau: - Giảm R (điện trở) do P hp tỉ lệ thuận với R. - Tăng U (hiệu điện thế) do P hp tỉ lệ nghịch với U.
7. 2. Cách làm giảm hao phí C2. Muốn giảm điện trở của dây dẫn thì phải dùng dây dẫn có kích thước như thế nào? Vận dụng công thức tính điện trở Muốn giảm điện trở của dây dẫn thì - Tăng S (tiết diện) vì R tỉ lệ nghịch với S. - Giảm (điện trở suất) vì R tỉ lệ thuận với . (không thực hiện vì bạc là vật liệu có điện trở suất nhỏ hơn nhôm và đồng, nhưng không thể dùng bạc để làm dây dẫn điện vì bạc quá đắt tiền →tốn kém nhiều) - Giảm l (chiều dài) vì R tỉ lệ thuận với l. (không thực hiện vì chiều dài từ nơi tiêu thụ đến nhà máy điện không thể thay đổi). Giảm công suất hao phí bằng cách giảm điện trở của dây tải điện thì có gì bất lợi? Muốn giảm điện trở của dây dẫn thì phải dùng dây dẫn có tiết diện lớn→đắt tiền, nặng, dễ gẫy, phải có hệ thống cột điện lớn. Số tiền để tăng tiết diện S còn lớn hơn giá trị điện năng hao phí tiết kiệm được.
8. 2. Cách làm giảm hao phí C3. Nếu tăng hiệu điện thế ở hai đầu đường dây thì có lợi gì? muốn vậy ta phải giải quyết vấn đề gì? Tăng U, công suất hao phí sẽ giảm rất nhiều. Vì công suất hao phí tỉ lệ nghịch với bình phương hiệu điện thế. Vậy phải chế tạo máy tăng hiệu điện thế để tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu dây dẫn. Để làm giảm hao phí trên đường dây tải điện chúng ta cần làm theo cách nào là tối ưu nhất? Để giảm hao phí điện năng do tỏa nhiệt trên đường dây tải điện thì tốt nhất là tăng hiệu điện thế đặt vào hai đầu đường dây.
9. II. Máy biến thế 1. Cấu tạo và hoạt động của máy biến thế a. Cấu tạo Quan sát và cho biết các bộ phận chính của máy biến thế ❖Hai cuộn dây(cuộn sơ cấp và cuộn thứ cấp) có số vòng n1, n2 khác nhau, đặt cách điện với nhau ❖Một lõi sắt (hay thép) có pha silic chung cho cả hai cuộn dây.
10. II. Máy biến thế 1. Cấu tạo và hoạt động của máy biến thế a. Cấu tạo b. Nguyên tắc hoạt động C1. Đặt 1 hiệu điện thế xoay chiều vào cuộn sơ cấp, thì bóng đèn mắc ở cuộn thứ cấp có sáng hay không? Tại sao? Đèn có sáng. Vì khi đặt vào hai đầu cuộn sơ cấp 1 HĐT xoay chiều thì tạo ra trong cuộn dây đó 1 dòng điện xoay chiều. - Lõi sắt bị nhiễm từ trở thành nam châm có từ trường biến thiên; số đường sức từ xuyên qua tiết diện S của cuộn thứ cấp biến thiên, sơ cấp thứ do đó trong cuộn thứ cấp xuất hiện cấp dòng điện cảm ứng xoay chiều, làm đèn sáng.
11. II. Máy biến thế 1. Cấu tạo và hoạt động của máy biến thế a. Cấu tạo b. Nguyên tắc hoạt động C2. Hiệu điện thế xuất hiện ở hai đầu cuộn thứ cấp cũng là hiệu điện thế xoay chiều. Tại sao? Dòng điện xuất hiện ở cuộn thứ cấp là dòng điện xoay chiều. Một dòng điện xoay chiều phải do một hiệu điện thế xoay chiều gây ra. Bởi vậy hai đầu cuộn thứ cấp có một hiệu điện thế xoay chiều. sơ cấp thứ cấp
12. II. Máy biến thế 1. Cấu tạo và hoạt động của máy biến thế a. Cấu tạo b. Nguyên tắc hoạt động c. Kết luận Khi đặt một hiệu điện thế xoay chiều (U1) vào hai đầu cuộn sơ cấp (n1) của máy biến thế thì ở hai đầu của cuộn thứ cấp (n2) xuất một hiện hiệu điện thế xoay chiều(U2).
13. II. Máy biến thế 1. Cấu tạo và hoạt động của máy biến thế 2. Tác dụng làm biến đổi hiệu điện thế của máy biến thế Hiệu điện thế ở hai đầu mỗi cuộn dây tỉ lệ với số vòng dây của mỗi cuộn. U n 1 = 1 U 2 n2 Trong đó: U1,U2 lần lượt là hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn sơ cấp, hiệu điện thế giữa hai đầu cuộn thứ cấp. n1,n2 lần lượt là số vòng dây của cuộn sơ cấp, số vòng dây của cuộn thứ cấp. Khi U1 > U2 : ta có máy hạ thế. Khi U1 < U2 : ta có máy tăng thế.
14. Lưu ý Phần III. Bài 37. Các em tự đọc SGK. Hoàn thành các câu vận dụng.
15. Câu hỏi 1. Công thức tính điện năng hao phí? 2. Cách tốt nhất để giảm hao phí điện năng trên đường dây tải điện. 3. Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của máy biến thế. 4. Tác dụng làm biến đổi hiệu điện thế của máy biến thế.